A CERN, teljes nevén az Európai Atommagkutató Központ (franciául: Centre Européen pour la Recherche Nucléaire) a nyugat-európai országok közös magfizikai projektje. A létesítmény a svájci-francia határon található, a Jura-hegység közelében. Számos fontos kísérletet végrehajtottak már itt az alapítás (1954) óta, többek között itt állították elő elsőként cikkem tárgyát, az antihidrogént is.
Tudjuk, hogy a világunkban található anyagok 92 elemből épülnek fel - nem számítva a mesterségesen előállított kb. 25 elemet. Részecskefizikai szempontból azonban ezek csak az egyik fajtái az anyagnak. Röviden és kissé pongyolán megfogalmazva: a "normális" anyagnak létezik egy "tükörváltozat", az ún. antianyag, mely protonok, neutronok és elektronok helyett ezek antirészecskéiből - antiprotonokból, antineutronokból és pozitronokból - áll (a hidrogén és az antihidrogén közti különbséget l. a 2. ábrán). Éppen ezért elvben léteznie kell antihéliumnak, antioxigénnek, de még akár antiplutóniumnak is! Ebből a legelsőt - pontosabban annak izotópjait - már rövid időre előállították. Ennek módja, hogy óriási, csaknem fénysebességű részecskéket ütköztetnek egymással. Szerencsés esetben a végtermékek között antirészecskék is vannak, melyeket megfelelő módszerekkel antiatomokká "rendeznek", majd tárolnak. Sajnos az ilyen reakciók létrejöttének valószínűsége, azaz hatáskeresztmetszete rendkívül kicsi. Az antianyag legfőbb problémája, hogy a "szokványos" anyaggal érintkezve kölcsönösen elektromágneses sugárzássá alakulnak - annihilálódnak. Éppen ezért a mesterségesen előállított antirészecskék rendkívül rövid ideig léteznek. A CERN-ben már több kísérlet történt antihidrogén hosszabb idejű tárolására (ATHENA, ATRAP), a mostani, ALPHA (1.ábra) elnevezésű projekt viszont jelentős előrelépésnek tekinthető, hiszen a most létrehozott 38 antihidrogén-atomot mintegy tizedmásodpercig sikerült vizsgálni, ez pedig elég ahhoz, hogy hogy egyes tulajdonságai meghatározatók legyenek (az ATHENA vázlatát l. a 3. ábrán). Az antanyag kérdése rendkívül fontos a Világegyetem keletkezése és fejlődése szempontjából. Ui. a kozmológia standard, vagyis általánosan elfogadott modellje szerint az anyag és az antianyag teljesen egyenrangúak, ennélfogva azonos mennyiségben kellett keletkezniük kb. 13,7 milliárd évvel ezelőtt. Ennek ellenére utóbbi csak elszigetelten található meg, pl. a Tejútrendszer középpontjában. Az ottani antianyag eloszlására eddig az ESA és Oroszország által fentartott INTEGRAL nevű gamma-űrtávcső 2002/2003-as kutatásaiból következtethetünk leginkább (4. ábra). Az ottani antianyag részben egy instabil alumíniumizotóp radioktív bomlásának melléktermékeként jön létre, jelenlétére az annihilációja során felszabaduló 511 keV-os (kiloelektronvolt) energiájú gammasugárzásból következtethetünk. A mérések alkapján a Galaxis centrumában több az antianyag, mint amennyi az alumínium bomlásával magyarázható. Az pedig, hogy az Univerzumban miért ilyen a két anyag aránya, még kérdés, de pontosan ennek kiderítését célozzák az ilyen vizsgálatok.
Emellett az antianyag megismerése a technika, azon belül pl. a rakétatechnikát is szolgálhatja, hiszen ennek segítségével a Ciolkovszkij-képlet értelmében rendkívül kedvező meghajtási módszer lenne elérhető. Erről azonban később fogok részletesebben írni. Lásd még:
- Cikk az ALPHA-kísérletről az ÉT. 2010/50, 1572. oldalán
- Antianyag a Tejútrendszer centrumában: http://hirek.csillagaszat.hu/a_tejutrendszer_szerk/20040101_antianyag.html
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése